在保障糧食安全和食品健康的全球性議題中，真菌毒素污染是農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)領(lǐng)域長期面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這類由霉菌產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，如黃曲霉毒素、嘔吐毒素等，不僅污染谷物、堅(jiān)果等農(nóng)產(chǎn)品及其制品，更對人和動物的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)及生物脫毒方法雖有一定效果，但仍存在效率、安全性或成本等方面的局限。以半導(dǎo)體材料為核心的光催化技術(shù)，因其高效、綠色、可持續(xù)的特性，為真菌毒素的高效降解開辟了嶄新的研究方向。上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心韓錚研究員及其團(tuán)隊(duì)，在此領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的研究，推動了該技術(shù)從基礎(chǔ)研究向農(nóng)業(yè)應(yīng)用實(shí)踐的邁進(jìn)。

光催化降解技術(shù)的核心在于利用特定波長的光能激發(fā)半導(dǎo)體催化劑（如二氧化鈦TiO?、氧化鋅ZnO及其改性材料），使其表面產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的活性物種（如羥基自由基·OH、超氧自由基·O??等）。這些活性物種能夠無選擇性地攻擊并礦化大多數(shù)有機(jī)污染物，將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的真菌毒素分子逐步分解為二氧化碳、水和小分子無機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)徹底解毒。與僅吸附或轉(zhuǎn)移毒素的傳統(tǒng)方法相比，光催化降解具有反應(yīng)條件溫和（常溫常壓）、降解徹底、無二次污染、可利用太陽能等顯著優(yōu)勢。

韓錚研究員團(tuán)隊(duì)的研究工作，聚焦于針對主要糧油產(chǎn)品中典型真菌毒素的高效光催化降解體系的構(gòu)建與優(yōu)化。他們的研究進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

在新型高效光催化材料的開發(fā)與改性上取得了突破。針對傳統(tǒng)二氧化鈦光響應(yīng)范圍窄（主要限于紫外光）、量子效率低等問題，團(tuán)隊(duì)通過金屬/非金屬摻雜、構(gòu)建異質(zhì)結(jié)、負(fù)載貴金屬納米顆粒等多種策略對半導(dǎo)體材料進(jìn)行改性。例如，通過構(gòu)建氮摻雜TiO?或TiO?與窄帶隙半導(dǎo)體（如g-C?N?）的復(fù)合異質(zhì)結(jié)，有效拓寬了材料對可見光的吸收范圍，提升了太陽光的利用效率。通過調(diào)控材料的形貌、晶型與表面性質(zhì)，顯著增加了活性位點(diǎn)，增強(qiáng)了其對毒素分子的吸附與催化能力。

深入探究了光催化降解真菌毒素的反應(yīng)機(jī)理與動力學(xué)過程。團(tuán)隊(duì)利用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等現(xiàn)代分析技術(shù)，追蹤了黃曲霉毒素B1等典型毒素在光催化過程中的中間產(chǎn)物與最終產(chǎn)物，繪制了可能的降解路徑。研究表明，光催化過程首先攻擊毒素分子的呋喃環(huán)、內(nèi)酯環(huán)等毒性基團(tuán)，使其失活，并進(jìn)一步開環(huán)裂解，最終實(shí)現(xiàn)礦化。這些機(jī)理研究為針對性設(shè)計(jì)催化劑和優(yōu)化反應(yīng)條件提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。

致力于推動技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用場景中的適配性研究。考慮到農(nóng)產(chǎn)品基質(zhì)的復(fù)雜性（如谷物粉末、油脂體系），團(tuán)隊(duì)研究了共存成分（如蛋白質(zhì)、淀粉、色素）對光催化過程的影響，并探索了將催化劑固定化于特定載體或開發(fā)為可回收的納米復(fù)合材料，以解決粉末催化劑在實(shí)際應(yīng)用中分離回收難的問題。團(tuán)隊(duì)還評估了光催化處理對農(nóng)產(chǎn)品主要營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)的影響，確保解毒過程不影響產(chǎn)品本身的價(jià)值。

韓錚研究員團(tuán)隊(duì)的工作，系統(tǒng)地將前沿納米材料科學(xué)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)后減損、食品安全重大需求相結(jié)合。他們的研究不僅豐富了半導(dǎo)體光催化理論，更為開發(fā)適用于糧油倉儲、加工環(huán)節(jié)的真菌毒素綠色防控新技術(shù)與裝備奠定了關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。該方向?qū)儆趪医y(tǒng)計(jì)范疇中的“農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和試驗(yàn)發(fā)展”，是典型的面向國家重大需求的交叉學(xué)科應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

基于半導(dǎo)體材料的光催化降解真菌毒素研究將繼續(xù)向縱深發(fā)展。未來的研究重點(diǎn)可能包括：設(shè)計(jì)對可見光乃至紅外光響應(yīng)更靈敏的新型智能光催化材料；開發(fā)可同時(shí)降解多種毒素、抗菌抑霉的多功能集成體系；構(gòu)建與光、電、熱等其他能量形式協(xié)同的復(fù)合催化系統(tǒng)；以及最終實(shí)現(xiàn)智能化、模塊化、低能耗的農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)場即時(shí)處理裝備的研發(fā)與應(yīng)用。韓錚研究員團(tuán)隊(duì)及其國內(nèi)外同行的工作，將持續(xù)為從源頭上控制真菌毒素污染，守護(hù)“從農(nóng)田到餐桌”的食品安全鏈條，提供創(chuàng)新性的科技解決方案。